(57)【要約】【課題】  光反射部材及びその製造方法が開示される。【解決手段】  光反射部材は、超臨界状態の流体を樹脂組成物内に浸透させ排出することで形成された多孔構造を有する樹脂発泡体を含む。光反射部材は、樹脂組成物をガラス転移温度以上で加熱して混練する段階、超臨界流体を臨界圧以上の圧力下で樹脂組成物内部に浸透させる段階、及び超臨界流体が浸透された樹脂組成物を大気圧まで減圧し、樹脂組成物内の超臨界流体を樹脂組成物外部に排出して多孔性構造を形成する段階を含む。光反射部材は、光反射効率に優れ、表示装置の製造単価を低減させることができる。【選択図】    図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
超臨界状態の流体を樹脂組成物内に浸透させ排出することで形成された多孔構造を有する樹脂発泡体を含む光反射部材。
【請求項２】
前記樹脂発泡体は、１０μｍ以下の直径の多孔構造を有することを特徴とする請求項１記載の光反射部材。
【請求項３】
前記流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１記載の光反射部材。
【請求項４】
前記樹脂は、ポリカボネート系、ポリスルホン系、ポリアクリレート系、ポリスチレン系、ポリビニルクロライド系、ポリビニルアルコール系、ポリノルボネン系、及びポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを含むポリエステル系ポリマーからなる群から選択された少なくとも１つのポリマーであることを特徴とする請求項１記載の光反射部材。
【請求項５】
前記樹脂発泡体は、非結晶質であることを特徴とする請求項１記載の光反射部材。
【請求項６】
前記光反射部材の表面に多孔構造が形成されたことを特徴とする請求項１記載の光反射部材。
【請求項７】
前記光反射部材の表面は、不規則な凹凸構造を有することを特徴とする請求項１記載の光反射部材。
【請求項８】
光発生ユニットと、前記光発生ユニットの下に配置され、前記光発生ユニットから出射した光を上部に反射させる光反射部材とを含むバックライトユニットであって、前記光反射部材は超臨界状態の流体を浸透させ排出することで形成される多孔構造を有する樹脂発泡体を含むことを特徴とするバックライトアセンブリ。
【請求項９】
前記光発生ユニットは、並列で配置された複数のランプを含むことを特徴とする請求項８記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１０】
前記光発生ユニットは、ランプ及び前記ランプと隣接した水平面上に配置され、前記ランプから出射した光を案内する導光板を含むことを特徴とする請求項８記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１１】
前記流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項８記載のバックライトアセンブリ。
【請求項１２】
光発生ユニットと、
前記光発生ユニットの下に配置され、前記光発生ユニットから出射した光を上部に反射させる光反射部材と、
前記光発生ユニットから出射した光を拡散させ、正面輝度を増加させるための光学部材と、
前記光学部材上に配置され、前記光学部材を通過した光を情報が含まれたイメージ光に変更させるディスプレイユニットと、を含む液晶表示装置であって、前記光反射部材は、超臨界状態の流体を浸透させ排出することで形成される多孔構造を有する樹脂発泡体を含むことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１３】
前記流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１２記載の液晶表示装置。
【請求項１４】
超臨界状態の流体をフィルム用樹脂組成物内に浸透させ排出することにより、前記樹脂組成物内に多孔構造を形成させる方法。
【請求項１５】
光反射部材用樹脂組成物をガラス転移温度以上で加熱して混練する段階と、
超臨界流体を臨界圧以上の圧力下で前記樹脂組成物内部に浸透させる段階と、
前記超臨界流体が浸透された樹脂組成物を大気圧まで減圧して、前記樹脂組成物内の超臨界流体を前記樹脂組成物外部に排出することにより多孔構造を形成する段階と、
を含む表示装置用光反射部材の製造方法。
【請求項１６】
前記流体は、二酸化炭素であることを特徴とする請求項１５記載の表示装置用光反射部材の製造方法。
【請求項１７】
前記樹脂組成物は、ポリカボネート系、ポリスルホン系、ポリアクリレート系、ポリスチレン系、ポリビニルクロライド系、ポリビニルアルコール系、ポリノルボネン系、及びポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを含むポリエステル系ポリマーからなる群から選択された少なくとも１つのポリマーを含むことを特徴とする請求項１５記載の表示装置用光反射部材の製造方法。
【請求項１８】
前記多孔構造形成段階において、樹脂組成物を減圧すると共に冷却することを特徴とする請求項１５記載の表示装置用光反射部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光反射部材及び前記光反射部材の製造方法に関し、より詳細には、光反射効率に優れ、表示装置の製造単価を節減することができる光反射部材及び前記光反射部材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、液晶表示装置は自ら発光しないので、別のバックライトユニットを必要とする。前記バックライトは、画面の明るさ及び外観に重要な役割を果たす部品である。特に、輝度増減に重要な役割をする。全ての液晶表示装置のバックライトでランプ周辺に配置され、光を反射する反射フィルムは相当に重要な役割をする。このような種類の反射フィルムは、東レ（Ｔｏｒａｙ）社が最初に提案して、基本特許として使用中にある。
【０００３】
図１は、従来の拡散反射及び正反射モデルによる光反射部材を図式的に示す表である。
図１に示すように、東レ社の反射フィルムは３層構造で構成されており、中間層はポリエステルフィルム内に発泡薬品を混合して形成されたマイクロ泡を含んでいる。又、上下部層は炭酸カルシウムを含んでいる構造を有する。又、帝人（Ｔｅｉｊｉｎ）やデュポン（Ｄｕｐｏｎｔ）社の反射フィルムは、中間層に発泡体を形成しており、上下部層は硫酸バリウムを含んで反射効率を増加させる構造を有する。又、伝統的な方法として、三井化学社（Ｍｉｔｓｕｉ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｉｎ．）の反射フィルムは、銀をコーティングして光を正反射することができる構造をしている。
【０００４】
前述したような従来の反射フィルムは複数の層を含むか、或いは、銀を含んでいるので、工程上の効率が低下して、製品の製造費用が高費用である短所を有する。
【特許文献１】日本特公平８−１６１７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、光反射効率及び光透過度に優れ、表示装置の製造単価を節減することができる光反射部材を提供する。
本発明は、前記光反射部材を含むバックライトアセンブリを提供する。
【０００６】
本発明は、前記光反射部材を含む液晶表示装置を提供する。
本発明は、樹脂組成物を別の発泡剤を使用しなく、発泡させることができる樹脂組成物の発泡方法を提供する。
【０００７】
本発明は、前記光反射部材の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の１特徴による光反射部材は、多孔性構造を有する樹脂発泡体を含む。前記多孔性構造は、超臨界状態の流体を浸透させ、更に排出することで形成される。
本発明の１特徴によるバックライトアセンブリは、光発生ユニット及び光反射部材を含む。前記光反射部材は、前記光発生ユニットの下に配置され、前記光発生ユニットから出射した光を上部に反射させる。前記光反射部材は、超臨界状態の流体を浸透させ排出することで形成される多孔性構造を有する樹脂発泡体を含む。
【０００９】
本発明の１特徴による液晶表示装置は、光発生ユニット、光反射部材、光学部材、及びディスプレイユニットを含む。前記光反射部材は、前記光発生ユニットの下に配置され、前記光発生ユニットから出射した光を上部に反射させる。前記光反射部材は、超臨界状態の流体を浸透させ排出することで形成される多孔構造を有する。前記光学部材は、前記光発生ユニットから出射した光を拡散させ正面輝度を増加させる。前記ディスプレイユニットは、前記光学部材上に配置され、前記光学部材を通過した光を情報が含まれたイメージ光に変更させる。
【００１０】
本発明の多孔構造は、超臨界状態の流体をフィルム用樹脂組成物内に浸透させ排出させることで形成される。
本発明の１特徴による表示装置用光反射部材は、下記製造方法により製造されることができる。光反射部材の製造方法は、フィルム用樹脂組成物をガラス転移温度以上で加熱して混練させる段階、超臨界状態の流体を臨界圧以上の圧力下で前記樹脂組成物内部に浸透させる段階、及び前記超臨界流体を浸透させた樹脂組成物を大気圧まで減圧して、前記樹脂組成物内の超臨界流体を前記樹脂組成物外部に排出することにより、多孔構造を形成する段階を含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施例を詳細に説明する。
図２は、本発明の１実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。図４は、二酸化炭素の相平衡図である。図５は、液体、超臨界流体、及び気体状態を概念的に示す概念図である。図６は、超臨界二酸化炭素処理によるフィルムの形態（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）変化を示す概念図である。図７は、本発明の１実施例による光反射部材の内部断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００１２】
図２に示すように、本実施例による液晶表示装置５００は、バックライトアセンブリ５０、光学部材１００、及びディスプレイユニット３００を含む。バックライトアセンブリ５０は、エッジ型ランプ２０及び導光板３０を含む光発生ユニット４０、及び光反射部材１０を含む。ランプ２０は、一側又は両側に配置することができる。
【００１３】
導光板３０は、ランプ２０から入射した第１光の入射を受け、面形態の光学分布を有するように変更された第２光が出射されるようにする。
これを具現するために、導光板３０は、４個の側壁、側壁と連結された光出射面、及び光出射面と向かい合う光反射面を有する直方体プレート形状を有する。
【００１４】
光反射部材１０は、導光板３０の下に配置され、導光板３０の光反射面から漏洩する光をディスプレイユニット３００に反射する。
光反射部材１０は、多孔（ｐｏｒｏｕｓ）構造を有する樹脂発泡体を含む。光反射部材１０として用いられる樹脂としては、ポリカボネート系、ポリスルホン系、ポリアクリレート系、ポリスチレン系、ポリビニルクロライド系、ポリビニルアルコール系、ポリノルボネン系、及びポリエチレンテレフタレート又はポリエチレンナフタレートを含むポリエステル系ポリマー等がある。前述した樹脂は単独で用いることもでき、樹脂の物性向上のために２種類以上のポリマーをブレンディングして形成された混合体形態で用いることもできる。
【００１５】
光反射部材１０は、多孔構造を有する樹脂を含んでいるので、反射効率が非常に優れる。多孔構造は、超臨界状態の流体（Ｓｕｐｅｒ  Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｆｌｕｉｄ；ＳＣＦ）を樹脂組成物内に浸透させて、更に樹脂組成物の外部に排出することで形成できる。流体としては、二酸化炭素を使用することが好ましい。超臨界二酸化炭素は、優れた浸透力と溶解性を有するので、温度及び圧力を調節することにより、溶解度、粘度、拡散係数、熱伝導度等の物性の調節が容易であるという長所がある。又、二酸化炭素による工程は、人体に無害であり、環境汚染が少ないので、環境親和的である。超臨界二酸化炭素は、高分子の分子の空隙間に浸透するので、フィルムの外観を変化させない。超臨界流体として、二酸化炭素以外に窒素、空気、酸素、水素、ヘリウム等を使用することもできる。
【００１６】
一般に、液体と気体の状態を互いに区分できない臨界状態での温度とこの時の蒸気圧を臨界点（ｃｒｉｔｉｃａｌ  ｐｏｉｎｔ）という。一般に、気体は臨界温度以下で温度を下げない限り、いくら圧力を加えても液化されない。従って、超臨界流体（ＳＣＦ）とは、「臨界温度と臨界圧力以上で存在する流体」と定義され、従来の溶媒では現れない独特な特徴を有している。溶媒の物性は、分子の種類と分子間の距離によって決定される分子間の相互作用により決定される。従って、液体溶媒は非圧縮性なので、分子間距離は殆ど変化せず、単一溶媒としては大きな物性変化を期待するのが難しい。これに対し、超臨界流体は密度を理想気体に近い状態から液体密度に近い高密度状態まで連続的に変化させることができるので、流体の平衡物性（溶解度、エントレーナ効果（ｅｎｔｒａｉｎｅｒ  ｅｆｆｅｃｔ）等）、伝達物性（粘度、拡散係数、熱伝導度等）等の状態を調節することができる。従って、このような物性調節の容易性を、反応と分離等の工程に用いると、単一溶媒で多様な液体溶媒に相応する溶媒特性を得ることができる。即ち、圧力と温度を変化させることにより、所望する物性を得ることができる。
【００１７】
図４に示すように、二酸化炭素の臨界温度は約３１.１℃であり、臨界圧力は７３ａｔｍである。超臨界流体が形成される領域は、臨界温度及び臨界圧力以上の領域として相平衡図上の斜線で表示された領域である。
【００１８】
図５に示すように、超臨界流体は、液体状態と気体状態の中間的な分子密度を有する。
多孔構造は、１０μｍ以下の直径を有することが好ましい。多孔構造の直径が１０μｍを超過すると、反射効率が顕著に低下して、製造される光反射部材１０の強度が低下する問題点がある。
【００１９】
図６に示すように、本発明の１実施例による光反射部材１０の断面は、無数に多くの孔を有する多孔構造を含む。光反射部材１０を構成している樹脂は非結晶相を有する。これは多孔構造の形成のために、樹脂内部に超臨界二酸化炭素を浸透させて徐々に冷却すると、超臨界二酸化炭素が結晶相、準結晶相、又は方向性非結晶相の結晶構造を非結晶性に変化させるためである。
【００２０】
また、光反射部材の内部のみならず、表面も超臨界流体の排出時、生成された無数に多くの多孔を有する。また、光反射部材は表面に不規則な凸凹を形成することもできる。超臨界流体の排出時に形成された多孔や凹凸等を平坦に再加工しなく、排出時の状態そのままの表面状態を有するようにすることである。
【００２１】
図７は、結晶相、準結晶相、方向性非結晶相が超臨界二酸化炭素の浸透によって、非結晶相に変化されることを示す。このような非結晶相構造を有する光反射部材１０は、光の散乱現象を減少させることができ、光透過度を顕著に増加することができる。これによって、光反射部材１０の内部で光が損失する問題を防止することができ、光反射部材の機械的な物性も向上することができる。また、超臨界二酸化炭素の浸透によって、未反応モノマーが除去されることができる。
【００２２】
以下では、光反射部材１０の製造方法について説明する。
光反射部材１０の製造方法は、光反射部材１０用樹脂組成物をガラス転移温度以上で加熱して混練させる段階、超臨界二酸化炭素流体を臨界圧以上の圧力下で樹脂組成物内部に浸透させる段階、及び超臨界二酸化炭素流体が浸透された樹脂組成物を大気圧まで減圧して、樹脂組成物内の超臨界二酸化炭素流体を樹脂組成物外部に排出することにより、多孔構造を形成する段階を含む。
【００２３】
圧出機内で混練過程が進行する間、臨界圧力以上の圧力で超臨界二酸化炭素を浸透させる。好ましくは、１５ＭＰａ以上の圧力で浸透させることが好ましい。超臨界二酸化炭素が浸透する間には、ガラス転移温度から約＋３０℃範囲以内の温度を維持することが好ましい。超臨界二酸化炭素の浸透時、温度がガラス転移温度より低いと、よく浸透しないので、発泡効果が低下し、ガラス転移温度より３０℃を超過すると、発泡構造が粗大になる恐れがある。超臨界二酸化炭素を浸透させる時間は、特別に制限されない。二酸化炭素浸透が完了すると、大気圧まで強制に減圧するか、大気圧下に露出させることにより減圧する。減圧過程中に樹脂組成物内部に浸透された超臨界二酸化炭素流体を樹脂組成物外部に排出する。この過程で多孔構造が形成される。減圧過程中に冷却過程も同時に行う。冷却過程が進行する間、樹脂内部の構造が非結晶相に転換される。
（製造例１）
ポリエチレンテレフタレートとポリカボネートを２：８の比率で３５ｍｍφ２軸混練圧出機に入れ、混練温度２８０℃、スクリュー回転速度３０００ｒｐｍで混練してフィレットを得た。得られたフィレットをプレス成型機でプレス温度２８０℃、ゲージ圧１００ｋｇ／ｃｍ2でプレスして、１５０ｍｍ×３００μｍのフィルムを得た。樹脂組成物として前述のように製造されたフィルムを超臨界発泡装置であるオートクレーブ（内部寸法４０ｍｍφ×１５０ｍｍ）内に設置する。そして、室温で昇圧して超臨界状態の二酸化炭素流体をオートクレーブに導入する。また、室温を維持しながら１５Ｍｐａまで昇圧した後、オートクレーブを１４０℃まで昇温した。その後、圧力弁を開放して常圧まで減圧する同時に、２５℃まで冷却して多孔構造を有する光反射部材を製造した。
（比較例１）
東レ（Ｔｏｒａｙ）社の反射フィルムを用いた。反射フィルムは、発泡剤をポリエステルフィルム内に含有させて、フィルム製造時に発泡させ、反射効率を向上させるために、上下部層に炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）を含有する構造を有する。
（比較例２）
フランスデュポン（ｄｕｐｏｎｔ）社の反射フィルムを用いた。反射フィルムは、内部にマイクロ泡を含み、上下部層に硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）を含有する構造を有する。
輝度測定
輝度は、輝度測定計であるＢＭ７（モデル名：ＬＴＡ１７０ＷＰ）を用いて測定した。製造例１で製造された光反射部材と比較例１及び比較例２の反射フィルムをバックライト内に装着して、輝度を測定した。合計で９回反復実施した。提供された電源は、１２Ｖ、２.６Ａであった。この測定結果を下記表１に示した。
【００２４】
【表１】
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表１で示すように、本発明による光反射部材の反射効率が比較例１及び比較例２の反射フィルムより優れていることと示した。
【００２５】
図２に示すように、光学部材１００は、第１拡散シート１１０、第１プリズムシート１２０、第２プリズムシート１３０、及び第２拡散シート１４０を含む。
第１拡散シート１１０は、導光板３０から出射した光を第１プリズムシート１２０に拡散させる。第１プリズムシート１２０及び第２プリズムシート１３０は、第１拡散シート１１０上に順次積層され、正面輝度向上のための集光機能を行う。第１プリズムシート１２０及び第２プリズムシート１３０は、それぞれ複数の三角柱形状の突出部が表面に並列して形成されている。第２プリズムシート１３０は、第２プリズムシート１３０の三角柱形状が第１プリズムシート１２０の三角柱形状と直交するように、第１プリズムシート１２０上に配置される。第２拡散シート１４０は、第２プリズムシート１３０により集光され出射した光をディスプレイユニット３００に拡散させる。
【００２６】
ディスプレイユニット３００は、バックライトアセンブリ５０から出射される光を用いて画像を表示する。液晶表示パネル３００は図示していないが、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板、液晶、カラーフィルター基板、及び駆動モジュールを含む。ＴＦＴ基板は、マトリックス形態で配置された画素電極、各画素電極に駆動電圧を印加する薄膜トランジスタ、ゲートライン、及びデータラインを含む。カラーフィルター基板は、ＴＦＴ基板に形成された画素電極と向かい合うように配置されたカラーフィルター、カラーフィルター上に形成された共通電極を含む。液晶は、ＴＦＴ基板とカラーフィルター基板との間に介在される。駆動モジュールは、液晶表示パネルを駆動する。
【００２７】
図３は、本発明の他の実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。
本実施例による液晶表示装置７００は、バックライトアセンブリ７０、及び光学部材２００を除くと、前述した実施例と同じなので、同じ部材には同じ参照番号を付与して、その重複説明は省略する。
【００２８】
本実施例による液晶表示装置７００は、バックライトアセンブリ７０、光学部材２００、及びディスプレイユニット３００を含む。
本実施例による液晶表示装置７００は、直下型液晶表示装置である。バックライトアセンブリ７０は、光発生部材として複数のランプ２５が光学部材２００の下に並列に配置される。複数のランプ２５の下部には、光反射部材１０が配置される。
【００２９】
光学部材２００は、拡散板１１５、第１拡散シート１１０、第１プリズムシート１２０、第２プリズムシート１３０、及び輝度強化フィルム（ＤＢＥＦ）１５０を含む。
拡散板１１５は、ポリメチルメタクリレート樹脂からなり、並列配置された複数のランプ２５上に配置される。拡散板１１５は、ランプ２５から出射された光を第１拡散シート１１０に拡散させる。拡散板１１５上には、第１拡散シート１１０、第１プリズムシート１２０、第２プリズムシート１３０、輝度強化フィルム１５０が順次積層される。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明による光反射部材は、別の発泡剤を使用せず、超臨界流体の物理的な動作のみで多孔構造を形成することができ、反射効率を増加させるための追加的な反射層を含まないので、表示装置の製造単価を節減させることができる。
【００３１】
また、光反射部材の光反射効率も従来の光反射部材と比較して、非常に優れる。
また、光反射部材に含まれる高分子樹脂の結晶構造を非結晶相に誘導して、光反射部材の光透過度を増加させることにより、光反射部材内部での光損失を防止することができる。
【００３２】
また、超臨界流体の圧力及び温度を調節することにより、光拡散部材の多様な物理的特性を容易に調節することができる。
以上、本発明の実施例によって詳細に説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明が属する技術分野において通常の知識を有するものであれば本発明の思想と精神を離れることなく、本発明を修正または変更できる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】従来の拡散反射及び正反射モデルによる光反射部材を図式的に示す表である。
【図２】本発明の１実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。
【図３】本発明の他の実施例による液晶表示装置の分解斜視図である。
【図４】二酸化炭素の相平衡図である。
【図５】液体、超臨界流体、及び気体状態を概念的に示す概念図である。
【図６】超臨界二酸化炭素処理によるフィルムの形態（ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ）変化を示す概念図である。
【図７】本発明の１実施例による光反射部材の内部断面を示す電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【００３４】
１０    光反射部材
２０    エッジ型ランプ
３０    導光板
４０    光発生ユニット
５０、７０    バックライトアセンブリ
１００、２００    光学部材
１１０    第１拡散シート
１２０    第１プリズムシート
１３０    第２プリズムシート
１４０    第２拡散シート
３００    ディスプレイユニット
５００、７００    液晶表示装置
【図１】
2006146120.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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